什么是参考系

从运动学角度看，参考系可以任意选取。对一个具体的运动学问题，我们一般从方便出发选取参考系以简化物体运动的研究。古代研究天体的运动时，很自然以地球为参考系。托勒密的“地心说”用本轮、均轮解释行星的运动。哥白尼用“日心说”解释行的运动时，也要用本轮和均轮。从运动学角度看，“地心说”和“地心说”都可以同样好地描述行星的运动。但从研究行星运动的动力学原因的角度看，“日心说”开通了走向真理的道路。开普勒在“地心说”的基础上，把行星的圆周运动改变为椭圆运动从而扔掉了本轮、均轮的说法，开普勒并在观测的基础上建立了行星运动三定律，作出了重要的贡献。牛顿进一步揭露了开普勒三定律的奥秘，建立了万有引力定律、概括出“万有引力”概念。我们应该注意，从运动学看所有的参考系都是平权的，选用参考系时只考虑分析解决问题是否简便。从动力学看参考系区分为惯性参考系和非惯性参考系两类，牛顿定律等动力学规律只对惯性参考系成立，对不同的非惯性参考系要应用牛顿定律需引入相应的惯性力修正。

质点的机械运动表现为质点的位置随时间变化。质点的位置是相对于一定的参考系说的，参考系是指选来作为研究物体运动依据的一个三维的、不变形的物体（刚体）或一组物体为参考体，在参考体上选取不共面的三条相交线作为标架，再加上与参考体固连的时钟。即参考系包括参考体、标架和时钟，习惯上我们把参考体简称为参考系。为了定量地描述物体的运动，我们在参考系上还要建立坐标系，直角坐标和极坐标是最常用的两种坐标形式。

牛顿把作匀速直线运动的参考系叫做惯性参考系。1905年，爱因斯坦在他的论文中提出，所有的惯性参考系都是等价的，也就是说，一切物理定律在惯性参考系中都同样适用，具有相同的形式。爱因斯坦的观点是正确的，因为人们不能在任何一个惯性参考系内部(也就是说，不参照这个参考系外部的物体)用任何物理定律去发现这个参考系与静止的参考系有什么差别。正是在这种认识的基础上，爱因斯坦建立了狭义相对论。

那么，如果我们处在一个非惯性参考系中，又如何呢非惯性参考系的运动具有一定的加速度，可是，这种加速度可以被看作是一种重力(即万有引力)。例如，我们在电梯中，当电梯加速下降或者减速上升时，我们会感到身体有些轻飘飘的，重量似乎减小了。我们在电梯中不看外面的参照物，并不知道电梯在加速还是减速，只感到重力在变化。

参考系（又称参照系、参考座标）是描述一系统在空间中运动的参考座标系统。

机械运动所研究的是物体的位置变动，而这种位置变动只有相对于特定的物体或者物体系而言才有意义。而这种特定的物体或物体系就叫做参照物，与之相固连的三维空间叫作参照空间。在参照空间内研究物体的运动还需要一组与三维空间相固连的坐标与与之对应的用来确定物体位置的坐标。除此之外，还要有一个用于计时的钟。我们将参照物，参照空间与钟统称参照系。但是通常习惯下只将参照物称为参照系。而参照空间与钟为不特别指出而默认的辅助参照系。

参考系是参照物与坐标系的总称有时简单地就把参照物称参考系

参照物是一个具体的物体我们对运动只做简单的对照的时候用参照物就可以了而参照系是相对完备的数学框架,在这个框架内可以解决各种形式的复杂的运动问题而坐标系是参照系这个数学框架的具体形式

举些例子,只考虑地球和太阳两个物体,以太阳为参照物,我们说地球在运动这就是所谓的简单的对照但是我们不可能只通过参照物就求出运动物体的具体运动状态,比如轨道方程等等要求出轨道方程,我们就需要在参照物上选择一个基点,比如说太阳中心,建立一个坐标系,这样我们就可以用这个坐标系中的空间变量（x,y）和时间变量（t）来表示地球运动的轨道曲线,F=f(x,y,t)这种被假定为静止的,并以它为标准来描述运动的坐标系,就叫做参考系所以,顾名思义,参照物就是用来参照的物体,参考系就是用来参考的坐标系在数学的形式上参考系比参照物具体,在数学描述的功能上参考系比参照物强大但比起坐标系来,参考系又是相对抽象的我们说参考系的时候是不管它的具体形式的,只强调它起到的衡量运动标准的作用坐标系更具体描述同一个物体的运动,我们选定参考系之后,可以把这个参考系取作传统的直角坐标系,也可以用球坐标,或者柱坐标,等等这是为了数学上的方便,对运动的实质没有影响比如前面举的例子,对于地球绕太阳的问题,我们同样用太阳中心建立参考系,但是我们可以不用直角坐标,而用极坐标这样运动方程就可以写成F=f(r,θ)虽然方程看上去不一样了,但与前面那一个是等价的,并且这样处理问题更方便

参考系和参照物的区别

一、指代不同

1、参考系：研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系。

2、参照物：表示另一种物体在这种物体上的物体。是用来确定物体的位置和描述它的机械运动而选作标准的另一个物体。

二、选取原则不同

1、参考系：参考系的选择是任意的，但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则，研究地面上物体的运动常选择地面为参考系。

2、参照物：参照物的不同，速度是不一样的。以地面为参照物所测量的速度，称为绝对速度；以非地面参照系为参照物（例如空气）所测量的速度，称为相对速度。

三、特性不同

1、参考系：用来做参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的。参考系的选取具有任意性，但应以观察方便和运动的描述尽可能简单为原则。比较不同的运动时，应该选择同一参考系。

2、参照物：当一个物体在这个参照物上面时，在参照物上的物体是静止的，而参照物却是动着的。

可以作为参照物的物体

任何物体都可以作为参照物。

根据爱因斯坦的广义相对论,物理定律的形式在一切参考系都是不变的。

也就是说,为了观测的统一性和简洁性,你可以把任意物体作为参照物,而一切现已得到证明的物理定律都能够从这个参考系出发得到验证,并且从其他点你可以得到相同的结果。

参考系是参照物与坐标系的总称有时简单地就把参照物称参考系

说明：

（1）如果相对某一个参考系测定物体的运动,当该物体不受外力或所受合外力为零时,它严格地保持静止或匀速直线运动,则此参考系称为惯性参考系也就是说牛顿第一运动定律成立的参考系称为惯性参考系,简称惯性系；牛顿第一定律不成立的参考系称为非惯性参考系,简称非惯性系相对于一个惯性参考系是静止或匀速（直线）运动的参考系也是惯性系

（2）实验证明：恒星、太阳系（以恒星或太阳中心为坐标原点、以指向任一恒星的直线为坐标轴的参考系）是十分精确的惯性系地球可以看成近似程度相当好的惯性系,所以研究地面上物体的运动,通常把地球选作惯性参考系

在处理运动学问题时,参考系的选择带有随意性,即可以视求解问题的方便任意选取当然,同一物体相对不同的参考系显示为不同的运动但在求解动力学问题时,必须选择惯性参考系,否则牛顿运动定律将不再成立

（3）参考系曾作参照系,据“全国自然科学名词审定委员会”1988年公布的《物理学名词（基础物理学部分）》规定参考系不称为参照系

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